Вычислительная гемодинамика в функциональной морфологии сосудистого русла: концепция и методология
Журнал: Вестник медицинского института "РЕАВИЗ": реабилитация, врач и здоровье @vestnik-reaviz
Рубрика: Морфология. Патология
Статья в выпуске: 3 т.16, 2026 года.
Бесплатный доступ
Классическая ангиоморфология сложилась как преимущественно описательная дисциплина: она изучает геометрию сосудистой стенки, как правило в отрыве от потока, который эту геометрию порождает и удерживает. В работе обосновывается тезис, что сосудистая форма есть материализованная гемодинамика: устойчивый результат сдвиг-зависимого ремоделирования, а не заданная наперёд конструкция. Вычислительная гемодинамика (CFD) предстаёт здесь инструментом самой морфологии: она делает видимыми напряжение сдвига на стенке, поля давления, спиральность и осцилляторность потока – те детерминанты формы, которых нет ни на одном анатомическом препарате. Намечается программа функционально-вычислительной морфологии сосудистого русла, в которой описание геометрии дополняется реконструкцией породившего её течения, а таксономия анатомических вариантов переосмысляется как вопрос об их гемодинамической эквивалентности. Сформулированы методологические основы предлагаемого подхода: новый предмет исследования (система «сосудистая стенка – кровоток»), статус расчётного поля (напряжения сдвига, индекса осцилляторности, времени пребывания) как морфологического признака, переход единицы наблюдения от типа к индивиду и принципы дисциплины – функциональной обусловленности формы, количественной формализации, гемодинамической эквивалентности, вычислительного эксперимента, биологической интерпретации и обязательной проверки. Технология исследования – от сканирования и сегментации до валидации по данным 4D flow МРТ – изложена как основание для критической оценки достоверности расчётных признаков. Применимость подхода показана на материале различных сосудистых бассейнов: атеросклеротического поражения, аневризм, коронарного стеноза, артериальной реконструкции при трансплантации печени и портальной гипертензии. Обозначены ограничения метода и направления его развития – учёт податливости стенки, модели роста и ремоделирования, применение методов машинного обучения.
Короткий адрес: https://sciup.org/143186200
IDS: 143186200 | УДК: 611.13:612.13:004.94 | DOI: 10.20340/vmi-rvz.2026.3.MORPH.4
Computational hemodynamics in the functional morphology of the vascular bed: concept and methodology
Classical angiomorphology developed as a largely descriptive discipline, studying the geometry of the vascular wall usually in isolation from the flow that generates and sustains it. This paper argues that arterial form is materialized hemodynamics: a stable outcome of shear-dependent remodeling rather than a predetermined design. Computational fluid dynamics (CFD) is presented as an instrument of morphology itself, making visible the determinants of form that appear on no anatomical specimen – wall shear stress, pressure fields, flow helicity and oscillation. The paper outlines a programme of functional-computational morphology of the vascular bed, in which the description of geometry is completed by reconstruction of the flow that shaped it, and the taxonomy of anatomical variants is reframed as a question of their hemodynamic equivalence. The methodological foundations of the approach are set out: a redefined object of study (the wall–flow system), the status of computed fields (wall shear stress, oscillatory shear index, relative residence time) as morphological attributes, a shift of the unit of observation from type to individual, and the principles of the discipline – functional determination of form, quantitative formalization, hemodynamic equivalence, computational experiment, biological interpretation and mandatory validation. The technology of investigation, from imaging and segmentation to validation against 4D flow MRI, is presented as a basis for critical appraisal of computed attributes. Applicability is demonstrated across vascular beds – atherosclerosis, aneurysms, coronary stenosis, hepatic arterial reconstruction in liver transplantation, and portal hypertension. Limitations and directions of development are outlined, including wall compliance (fluid–structure interaction), growth-and-remodeling models, and machine-learning methods. The limits of the method are stated explicitly: the computed flow is a testable hypothesis about the vessel, not the vessel itself.
